论文部分内容阅读
[摘 要]
化学核心素养是新课程标准对高中化学教学提出的新标准，元素化合物知识又是高中化学知识体系的重要组成部分。基于化学核心素养的构成要素，以“Fe2 与Fe3 转化”为例进行教学设计，为发展学生化学核心素养提供参考。
[关键词]
高中化学;化学核心素养;元素化合物
化学作为一门实用性、创造性的学科，其承载着人类认识物质、改造物质和创造物质的历史进程，具有极其丰富的教育价值。化学学科中特有的知识、方法、思想等不仅是化学教育的主要内容，同时也是化学学科素养的核心。在《普通高中化学课程标准（2017年版）》中将化学学科核心素养归纳为“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”5个方面。
元素化合物知识是高中化学的必修内容，一般来说，化学基本概念和理论的生长点都是元素化合物知识，同时化学基本概念和理论也是对元素化合物知识的高度概括。挖掘元素化合物的教学价值，研究其教学策略，提高教学效果，对发展学生的核心素养具有重要意义。本文以苏教版《Fe2 与Fe3 转化》为例，探讨如何在化学课堂上落实化学核心素养。
一、教学背景分析
（一）课标分析
课程标准对此学习内容提出的要求如下（表1）：
表1 课程标准对“Fe2 与Fe3 转化”内容的相关要求
[主题 内容要求 教学提示 学业要求 常见的无机物及其应用 2.4结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铁及其重要化合物的主要性质，了解它们在生产、生活中的应用。
2.6结合实例认识金属、非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
2.7学生必做实验：铁及其化合物的性质 2.学习活动建议：铁及其化合物的性质实验;溶液中Fe3 、NH43 、CO32-、Cl-、SO42-等离子的检验。
3.情景素材建议：补铁剂;实验室中硫酸亚铁的保存与使用;印刷电路板的制作;菠菜中铁元素的检测 4.能利用典型代表物的性质和反应，设计常见物质制备、分离、提纯、检验等简单任务的方案。能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径 ]
可以发现，新课标改变了传统模式，从“教—学—评”三个方面对此内容提出了具体要求，有利于实现教师的教、学生的学以及学生的学习评价的一致性。加强教学评的一致性，有利于教师更好地理解和实施课程核心素养的目标，发展学生的化学核心素养。
（二）教材分析
“Fe2 与Fe3 转化”位于苏教版高中化学（必修1）的专题三第二单元第二课时“铁、铜及其化合物的应用”的内容，通过这一课时的学习，学生不仅能初步了解铁盐与亚铁盐的主要性质，同时强化了对氧化还原反应、離子反应等相关知识理解与应用。这是学生第一次学习变价金属元素，为后面专题四非金属及其化合物的学习奠定基础。
（三）学情分析
在初中学生已从金属活动顺序与金属的通性的角度，初步认识铁的冶炼以及单质铁的主要性质等。通过对必修1的内容的学习，学生此时已具有离子反应、氧化还原反应理论基础，也学习了钠、铝等物质的性质，了解了基本实验仪器和实验操作，具备了一定的认知能力，能采用一定的认知手段进行学习。
但学习者的学习能力与水平参差不齐，面对相同的任务时，其解决问题的能力是不同的。因此本课时的关键是引导学生对已有知识进行系统化，从氧化还原反应的角度出发，研究相同元素不同价态的转化关系，为接下去的学习内容奠定基础。
二、教学与评价目标
（一）教学目标
①应用氧化还原反应知识，认识Fe2 与Fe3 是如何转化的。
②通过实验探究，了解Fe2 、Fe3 的检验方法。
③通过补血剂的使用，认识到化学与人类生活密切相关，尝试以化学的视角去关注生活、关注社会。
（二）评价目标
①通过对Fe2 与Fe3 转化的实验设计方案的交流和评价，判断和提高学生实验探究水平。
②通过对Fe2 与Fe3 转化关系的分析，诊断和发展学生研究不同价态物质转化的思路和方法。
③通过对实验方案的改进，诊断和发展学生的创新意识和环保意识。
三、教学重难点
重点：Fe3 的鉴别;Fe2 与Fe3 的转化
难点：Fe2 与Fe3 的转化过程
为了突破重难点，主要采用实验探究法、情境激学法、问题解决法。通过情境，调动学生主动探究科学的奥妙的学习兴趣;通过实验探究，促使学生主动地去探索知识，感受学习化学的乐趣;通过问题导向，调动积极性，充分发挥学生主体作用。
四、教学设计思路
教学流程主要围绕“补血剂”的使用展开，通过创设情境讨论补血剂的储存、使用效果，讨论Fe2 与Fe3 的相互转化，从而发展学生的化学核心素养（如图1）。
五、教学流程
[环节 教师活动 学生活动 设计意图 创设情境，引入课题 展示补铁药物成分与硫酸亚铁片使用说明书，引导学生思考药片包裹糖衣的原因 分析思考后，得出糖衣作用——防止Fe2 接触空气 从真实情境出发，激发学生学习探究兴趣，让学生认识到化学与生活息息相关，从生活世界走进化学世界，体现化学的实用价值 理论分析，提出问题 提出问题1：“Fe2 如何转化为Fe3 ？”，问题2：“加入哪些物质能使Fe2 转化为Fe3 ？”，引导学生从氧化还原反应的角度进行分析。
进而提出问题3“该如何区分Fe2 和Fe3 ？”，介绍KSCN溶液。 【板书】
一、Fe3 的检验
Fe3 3SCN- = Fe（SCN）3 小组讨论分析化合价得出Fe2 在此过程中失电子被氧化，需要加入氧化剂，同时归纳出常见的氧化剂。
观察Fe3 与SCN-结合的特殊现象——血红色 遵循“问题启发”的教学原则，引导学生学会利用旧知识解决新问题，发展知识迁移能力;教师利用氧化还原反应，引导从“宏观”（元素化合价）到“微观”（电子得失），揭示Fe2 与Fe3 转化原理 小组合作，解决问题 引导学生根据课本所提供的素材，分小组设计实验方案：Fe2 能否被氧化为Fe3 。
【板书】
二、Fe2 转化为Fe3
2Fe2 Cl2 = 2Fe3 2Cl-
引导学生探讨KSCN的滴加顺序问题。
引导学生从环保角度出发，对实验药品以及实验仪器进行改进。
【板书】
2Fe2 2H2O2 2H =2Fe3 2H2O 学生分小组进行实验设计，得出实验方案：
方案1：FeSO4溶液→KSCN溶液→氯水;
方案2：FeSO4溶液→氯水→KSCN溶液。
评价两个实验方案后，得出结论：为了检验FeSO4溶液未存在Fe3 ，因此得先滴加KSCN溶液。
学生进行实验操作（如图2），记录实验现象。
化学核心素养是新课程标准对高中化学教学提出的新标准，元素化合物知识又是高中化学知识体系的重要组成部分。基于化学核心素养的构成要素，以“Fe2 与Fe3 转化”为例进行教学设计，为发展学生化学核心素养提供参考。
[关键词]
高中化学;化学核心素养;元素化合物
化学作为一门实用性、创造性的学科，其承载着人类认识物质、改造物质和创造物质的历史进程，具有极其丰富的教育价值。化学学科中特有的知识、方法、思想等不仅是化学教育的主要内容，同时也是化学学科素养的核心。在《普通高中化学课程标准（2017年版）》中将化学学科核心素养归纳为“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”5个方面。
元素化合物知识是高中化学的必修内容，一般来说，化学基本概念和理论的生长点都是元素化合物知识，同时化学基本概念和理论也是对元素化合物知识的高度概括。挖掘元素化合物的教学价值，研究其教学策略，提高教学效果，对发展学生的核心素养具有重要意义。本文以苏教版《Fe2 与Fe3 转化》为例，探讨如何在化学课堂上落实化学核心素养。
一、教学背景分析
（一）课标分析
课程标准对此学习内容提出的要求如下（表1）：
表1 课程标准对“Fe2 与Fe3 转化”内容的相关要求
[主题 内容要求 教学提示 学业要求 常见的无机物及其应用 2.4结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铁及其重要化合物的主要性质，了解它们在生产、生活中的应用。
2.6结合实例认识金属、非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
2.7学生必做实验：铁及其化合物的性质 2.学习活动建议：铁及其化合物的性质实验;溶液中Fe3 、NH43 、CO32-、Cl-、SO42-等离子的检验。
3.情景素材建议：补铁剂;实验室中硫酸亚铁的保存与使用;印刷电路板的制作;菠菜中铁元素的检测 4.能利用典型代表物的性质和反应，设计常见物质制备、分离、提纯、检验等简单任务的方案。能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径 ]
可以发现，新课标改变了传统模式，从“教—学—评”三个方面对此内容提出了具体要求，有利于实现教师的教、学生的学以及学生的学习评价的一致性。加强教学评的一致性，有利于教师更好地理解和实施课程核心素养的目标，发展学生的化学核心素养。
（二）教材分析
“Fe2 与Fe3 转化”位于苏教版高中化学（必修1）的专题三第二单元第二课时“铁、铜及其化合物的应用”的内容，通过这一课时的学习，学生不仅能初步了解铁盐与亚铁盐的主要性质，同时强化了对氧化还原反应、離子反应等相关知识理解与应用。这是学生第一次学习变价金属元素，为后面专题四非金属及其化合物的学习奠定基础。
（三）学情分析
在初中学生已从金属活动顺序与金属的通性的角度，初步认识铁的冶炼以及单质铁的主要性质等。通过对必修1的内容的学习，学生此时已具有离子反应、氧化还原反应理论基础，也学习了钠、铝等物质的性质，了解了基本实验仪器和实验操作，具备了一定的认知能力，能采用一定的认知手段进行学习。
但学习者的学习能力与水平参差不齐，面对相同的任务时，其解决问题的能力是不同的。因此本课时的关键是引导学生对已有知识进行系统化，从氧化还原反应的角度出发，研究相同元素不同价态的转化关系，为接下去的学习内容奠定基础。
二、教学与评价目标
（一）教学目标
①应用氧化还原反应知识，认识Fe2 与Fe3 是如何转化的。
②通过实验探究，了解Fe2 、Fe3 的检验方法。
③通过补血剂的使用，认识到化学与人类生活密切相关，尝试以化学的视角去关注生活、关注社会。
（二）评价目标
①通过对Fe2 与Fe3 转化的实验设计方案的交流和评价，判断和提高学生实验探究水平。
②通过对Fe2 与Fe3 转化关系的分析，诊断和发展学生研究不同价态物质转化的思路和方法。
③通过对实验方案的改进，诊断和发展学生的创新意识和环保意识。
三、教学重难点
重点：Fe3 的鉴别;Fe2 与Fe3 的转化
难点：Fe2 与Fe3 的转化过程
为了突破重难点，主要采用实验探究法、情境激学法、问题解决法。通过情境，调动学生主动探究科学的奥妙的学习兴趣;通过实验探究，促使学生主动地去探索知识，感受学习化学的乐趣;通过问题导向，调动积极性，充分发挥学生主体作用。
四、教学设计思路
教学流程主要围绕“补血剂”的使用展开，通过创设情境讨论补血剂的储存、使用效果，讨论Fe2 与Fe3 的相互转化，从而发展学生的化学核心素养（如图1）。
五、教学流程
[环节 教师活动 学生活动 设计意图 创设情境，引入课题 展示补铁药物成分与硫酸亚铁片使用说明书，引导学生思考药片包裹糖衣的原因 分析思考后，得出糖衣作用——防止Fe2 接触空气 从真实情境出发，激发学生学习探究兴趣，让学生认识到化学与生活息息相关，从生活世界走进化学世界，体现化学的实用价值 理论分析，提出问题 提出问题1：“Fe2 如何转化为Fe3 ？”，问题2：“加入哪些物质能使Fe2 转化为Fe3 ？”，引导学生从氧化还原反应的角度进行分析。
进而提出问题3“该如何区分Fe2 和Fe3 ？”，介绍KSCN溶液。 【板书】
一、Fe3 的检验
Fe3 3SCN- = Fe（SCN）3 小组讨论分析化合价得出Fe2 在此过程中失电子被氧化，需要加入氧化剂，同时归纳出常见的氧化剂。
观察Fe3 与SCN-结合的特殊现象——血红色 遵循“问题启发”的教学原则，引导学生学会利用旧知识解决新问题，发展知识迁移能力;教师利用氧化还原反应，引导从“宏观”（元素化合价）到“微观”（电子得失），揭示Fe2 与Fe3 转化原理 小组合作，解决问题 引导学生根据课本所提供的素材，分小组设计实验方案：Fe2 能否被氧化为Fe3 。
【板书】
二、Fe2 转化为Fe3
2Fe2 Cl2 = 2Fe3 2Cl-
引导学生探讨KSCN的滴加顺序问题。
引导学生从环保角度出发，对实验药品以及实验仪器进行改进。
【板书】
2Fe2 2H2O2 2H =2Fe3 2H2O 学生分小组进行实验设计，得出实验方案：
方案1：FeSO4溶液→KSCN溶液→氯水;
方案2：FeSO4溶液→氯水→KSCN溶液。
评价两个实验方案后，得出结论：为了检验FeSO4溶液未存在Fe3 ，因此得先滴加KSCN溶液。
学生进行实验操作（如图2），记录实验现象。